用于SOI芯片‑光纤耦合的堆叠式光子芯片耦合器制造技术

提供了一种通过接合的光子芯片(104)耦合器构建的用于绝缘体上硅(SOI)芯片‑光纤(106)耦合的光耦合器。用于将光子芯片(104)耦合至光纤(106)的光耦合器包括：光子芯片(104)，该光子芯片包括纳米级光子波导(106)、光子光学衍射表面光栅(122)以及覆盖光子波导(106)和光子光栅(122)的第一覆层(120)；以及光耦合芯片(102)，该光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆层(114)中且嵌在第二耦合覆层(110)上的微米级耦合波导和耦合光学衍射表面光栅(112)，其中，第一耦合覆层(114)连接至第一覆层(120)，其中，光耦合芯片(102)被构造成对在光子芯片(104)与光纤(106)之间传输的光进行耦合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于SOI芯片-光纤耦合的堆叠式光子芯片耦合器本申请要求于2014年10月15日提交的题目为“StackedPhotonicChipCouplerforSOIChip-FiberCoupling(用于SOI芯片-光纤耦合的堆叠式光子芯片耦合器)”的第14/515,211号美国非临时申请的权益，该美国非临时申请通过引用并入本文中。
本专利技术涉及光传输系统，并且在特定实施方式中，涉及用于光子芯片与光纤耦合的系统和设备。
技术介绍
边缘耦合是用于实现光纤与光子芯片耦合的常规方法，这是因为边缘耦合可以在大范围的波长内工作并且其与用于较大的光子芯片的成熟封装技术例如硅上氧化硅(silica-on-silicon)技术相兼容。然而，常规的边缘耦合导致大的光损耗(例如，光纤至SOI芯片)，这显著地影响了光子芯片的效率。这样的光损耗通常归因于光纤与绝缘体上硅(silicon-on-insulator，SOI)波导模式之间的大的失配(例如，10微米相对于0.5微米)以及归因于由高折射率衬底造成的光泄漏。
技术实现思路
根据实施方式，一种用于将光子芯片耦合至光纤的光耦合器包括：光子芯片，所述光子芯片包括纳本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于将光子芯片耦合至光纤的光耦合器，包括：光子芯片，所述光子芯片包括纳米级光子波导、与所述光子芯片的表面处于相同平面中的光子光学衍射表面光栅以及覆盖所述光子波导和所述表面光栅的第一覆层；以及光耦合芯片，所述光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆层中且嵌在第二耦合覆层上的微米级耦合波导和耦合光学衍射表面光栅，其中，所述光耦合芯片的所述第一耦合覆层连接至所述光子芯片的所述第一覆层，其中，所述光耦合芯片被构造成对在所述光子芯片与光纤之间传输的光进行耦合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.10.15 US 14/515,2111.一种用于将光子芯片耦合至光纤的光耦合器，包括：光子芯片，所述光子芯片包括纳米级光子波导、与所述光子芯片的表面处于相同平面中的光子光学衍射表面光栅以及覆盖所述光子波导和所述表面光栅的第一覆层；以及光耦合芯片，所述光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆层中且嵌在第二耦合覆层上的微米级耦合波导和耦合光学衍射表面光栅，其中，所述光耦合芯片的所述第一耦合覆层连接至所述光子芯片的所述第一覆层，其中，所述光耦合芯片被构造成对在所述光子芯片与光纤之间传输的光进行耦合。2.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子芯片包括绝缘体上硅(SOI)，以及其中，所述光耦合芯片包括硅上氧化硅，其中，所述光子波导包括富硅氧化物、SiO2、Si3N4和SiON中之一。3.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光学衍射表面光栅和所述耦合光学衍射表面光栅对使用任何入射角的所述光子芯片与所述光耦合芯片之间的光进行耦合。4.根据权利要求1所述的光耦合器，还包括被构造为阵列耦合器的多个光子光学衍射表面光栅、多个纳米级光子波导、多个耦合光学衍射表面光栅以及多个微米级耦合波导。5.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光学衍射表面光栅和所述耦合光学衍射表面光栅被构造成将光分成两个方向。6.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子光学衍射表面光栅和所述耦合光学衍射表面光栅被构造成将从两个不同的源接收的光合并。7.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光耦合芯片还包括光信号处理部件。8.根据权利要求7所述的光耦合器，其中，所述光信号处理部件根据光学结构包括功率分配器、功率合并器、波长过滤器和光路转换器中至少之一，其中，所述光学结构包括下述中之一：多模干涉(MMI)耦合器、定向耦合器、环形谐振器、布拉格光栅、弯曲波导、马赫增德尔干涉仪和阵列波导光栅(AWG)。9.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光耦合芯片包括氧化硅波导和氧化硅光栅，其中，氧化硅为富硅氧化物、SiO2、InP、SiON和Si3N4中之一。10.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述光子波导和所述光子光栅包括Si、InP、GaInAs、GaInAsP、SiON和Si3N4中之一。11.根据权利要求1所述的光耦合器，还包括被构造以形成阵列耦合器的多个光栅。12.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述耦合光学衍射表面光栅包括分布式布拉格反射器(DBR)辅助的波导光栅耦合结构。13.根据权利要求1所述的光耦合器，其中，所述第一耦合覆层在与所述第一覆层的界面处包括防反射涂层。14.一种被构造用于传输、接收和交换光信号的网络部件，所述网络部件包括：输入/输出(I/O)部件，所述输入/输出部件用于接收信号以及将信号传输至其他网络部件；以及光处理单元，所述光处理单元耦合至所述I/O部件，其中，所述光处理单元包括：光子芯片，所述光子芯片包括纳米级光子波导、与所述光子芯片处于相同平面中的光子光学衍射表面光栅以及覆盖所述纳米级光子波导和所述光子光学衍射表面光栅的第一覆层；以及光耦合芯片，所述光耦合芯片包括嵌入在第一耦合覆层中且嵌在第二耦合覆层上的微米级耦合波导和耦合光学衍射表面光栅，其中，所述第一耦合覆层连接至所述第一覆层，其中，所述光耦合芯片被构造成对在所述光子芯片与光纤之间传输的光进行耦合。15.根据权利要求14所述的网络部件，所述光子芯片包括绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋嘉，
申请(专利权)人：华为技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44